CN110508115B - 一种脱硫剂及制备方法和应用 - Google Patents
一种脱硫剂及制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110508115B CN110508115B CN201910857621.4A CN201910857621A CN110508115B CN 110508115 B CN110508115 B CN 110508115B CN 201910857621 A CN201910857621 A CN 201910857621A CN 110508115 B CN110508115 B CN 110508115B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxide
- desulfurizer
- desulfurizing agent
- temperature
- auxiliary agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8609—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
- B01D2251/402—Alkaline earth metal or magnesium compounds of magnesium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
- B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/602—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/2073—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/40—Mixed oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/025—Other waste gases from metallurgy plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
本发明提供了一种脱硫剂及其制备方法和应用,属于大气污染控制领域。本发明提供的脱硫剂,由包括以下组分的原料制备得到:氧化钙、助剂、硅溶胶和水;所述氧化钙和助剂的质量比为32~94:5~62,所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3~20%;所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种,可有效的提高脱硫剂在高温条件下的脱硫效率、硫容、热稳定性和机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染控制领域,具体涉及一种脱硫剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着国民经济的快速发展,社会对环境保护要求的日益提高,对大气污染控制提出更高的要求。烟气中的SO2对动植物及生态环境危害巨大,特别是低浓度的SO2,因其烟气量大,治理效益低,所以长期以来其有效治理成为一大难题。
目前世界上治理SO2污染的主要技术手段是烟气脱硫,其中以湿法脱硫为主,但该技术存在烟气显热利用效率低、耗水量大等缺点。高温干式烟气脱硫可显著提高烟气显热的利用率,且具有脱硫效率高的优点。
当前,利用氧化钙、氢氧化钙等钙基化合物作为脱硫剂成为一种主流脱硫技术。但利用氧化钙化合物脱硫技术凸显出一些弊端:如氧化钙与二氧化硫反应速率较慢、脱硫效率较低;一般需要较长的反应时间;又如氧化钙与二氧化硫反应产物耐温性较差。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种脱硫剂及其制备方法和应用。本发明提供的脱硫剂可在高温条件下快速高效地实现脱硫。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种脱硫剂,由包括以下组分的原料制备得到:氧化钙、助剂、硅溶胶和水;
所述氧化钙和助剂的质量比为32~94:5~62,所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3~20%;
所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。
优选地,当所述助剂为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物时,所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比为1~10:1~4:1~8:5~20:1~8:1~12。
优选地,所述硅溶胶中SiO2的含量为30~31wt.%。
优选地,所述水的用量由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。
本发明还提供了上述技术方案所述脱硫剂的制备方法,包括以下步骤:
将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥,得到所述脱硫剂。
优选地,所述混合后的物料的粒径<500μm。
优选地,所述干燥的温度为80~120℃,时间为8~12h。
本发明还提供了上述技术方案所述脱硫剂或上述技术方案所述制备方法制得的脱硫剂在火电厂烟气、锅炉煤气和冶金烟气的高温脱硫中的应用。
优选地,所述高温脱硫的反应空速为5000~10000h-1,温度为500~800℃。
优选地,所述高温脱硫的反应气氛中氧气的质量百分含量为10~15%。
本发明提供了一种脱硫剂,由包括以下组分的原料制备得到:氧化钙、助剂、硅溶胶和水;所述氧化钙和助剂的质量比为32~94:5~62;所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3~20%;所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种。本发明以氧化钙为主剂,通过添加助剂氧化锰和/或氧化铁,利用其具有的催化作用,可以使SO2在脱硫过程中向高价转化;氧化镁和/或氧化钙可与高价硫进行硫的固化反应;碳渣可在高温下原位氧化放热同步产生孔道,从而提高空速并强化SO2在脱硫剂中的吸附,增加硫容;碳酸钙可以防止脱硫剂在高温脱硫反应中发生结渣,而硅溶胶和水泥均可作为粘结剂,提高脱硫剂机械强度,避免脱硫剂在脱硫反应中出现粉化现象,提高脱硫剂在高温条件下的脱硫效率、硫容、热稳定性和机械强度高的特性。实施例结果表明,脱硫剂中每个组分都具有重要的作用,本发明制得的不同组分脱硫剂在反应空速为5000~10000h-1,常压,温度为500~800℃条件下,脱硫效率为65~100%,硫容为301~673mg/g,较好情况下,脱硫效率达到95~100%,硫容达到501~673mg/g。
进一步地,本发明提供的脱硫剂的制备方法工艺简单、成本低廉。
具体实施方式
本发明提供了一种脱硫剂,由包括以下组分的原料制备得到:氧化钙、助剂、硅溶胶和水。在本发明中,所述氧化钙和助剂的质量比为32~94:5~62,进一步优选为40~60:20~55,更优选为47:43;所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3~20%,进一步优选为5~15%,更优选为10%。
在本发明中,所述助剂包括氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣中的一种或多种,当所述助剂优选为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物时,所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比优选为1~10:1~4:1~8:5~20:1~8:1~12,进一步优选为10:3:5:15:5:10。本发明添加特定用量的氧化锰和/或氧化铁,利用其具有的催化作用,可以使SO2在脱硫过程中向高价转化;添加特定用量的氧化镁和/或氧化钙可与高价硫进行硫的固化反应;添加特定用量的碳渣可在高温下原位氧化放热同步产生孔道,从而提高空速并强化SO2在脱硫剂中的吸附,增加硫容;添加特定用量的碳酸钙可以防止脱硫剂在高温脱硫反应中发生结渣;添加特定用量的水泥作为粘结剂,提高脱硫剂机械强度,避免脱硫剂在脱硫反应中出现粉化现象。
在本发明中,所述硅溶胶中SiO2的含量优选为30~31wt.%,进一步优为30wt.%。本发明采用特定含量的硅溶胶作为粘结剂,提高脱硫剂机械强度。在本发明中,所述水的用量优选由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。在本发明中,所述水优选为去离子水。
在本发明中,若无特殊说明,所有的原料组分均为本领域常规市售商品。
本发明还提供了上述技术方案所述脱硫剂的制备方法,包括以下步骤:
将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥,得到所述脱硫剂。
本发明优选将所述氧化钙和助剂混合后,再依次与硅溶胶和水混合。在本发明中,所述水的加入方式优选为滴加,所述滴加的速率优选为1~2滴/min。
在本发明中,所述混合的方式优选为碾压研磨,所述混合后的物料的粒径优选为<500μm,进一步优选为350~450μm。本发明对所述碾压研磨的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的碾压研磨的方式即可。在本发明中,所述碾压研磨的时间优选为60~90min,能够满足将混合后的物料碾压研磨成型即可。
在本发明中,所述干燥的温度优选为80~120℃,进一步优选为110℃,时间优选为8~12h,进一步优选12h。本发明对所述干燥的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的干燥的方式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述脱硫剂或上述技术方案所述制备方法制得的脱硫剂在火电厂烟气、锅炉煤气和冶金烟气的高温脱硫中的应用。
本发明优选对所述脱硫剂进行造粒后,再进行高温脱硫。在本发明中,所述造粒的粒径优选为3~5mm,所述造粒的形状优选包括球状、柱状或法兰盘状。
在本发明中,所述高温脱硫的温度优选为500~800℃,进一步优选为800℃,反应空速优选为5000~10000h-1,进一步优选为10000h-1,所述高温脱硫的反应气氛中氧气的质量百分含量优选为10~15%,进一步优选为15%。
在本发明中,所述高温脱硫优选在固定床气固相反应器中进行。本发明采用的脱硫过程优选为干法脱硫,无二次污染,避免了湿法脱硫的白烟问题,且使用后的废弃脱硫剂可用作道路及建筑建材原料。
下面结合实施例对本发明提供的脱硫剂及其制备方法和应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
分别称取27.5g氧化钙、5g氧化铁、7.5g碳酸钙、5g碳渣、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为55%,Fe2O3含量为10%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例2
分别称取26g氧化钙、5g氧化铁、1.5g氧化锰、7.5g碳酸钙、5g碳渣、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为52%,Fe2O3含量为10%,MnO2含量为3%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例3
分别称取25g氧化钙、2.5g氧化镁、5g氧化铁、7.5g碳酸钙、5g碳渣、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为50%,MgO含量为5%,Fe2O3含量为10%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例4
分别称取28.5g氧化钙、2.5g氧化镁、5g氧化铁、1.5g氧化锰、7.5g碳酸钙、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为57%,MgO含量为5%,Fe2O3含量为10%,MnO2含量为3%,CaCO3含量为15%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例5
分别称取31g氧化钙、2.5g氧化镁、5g氧化铁、1.5g氧化锰、5g碳渣、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为57%,MgO含量为5%,Fe2O3含量为10%,MnO2含量为3%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为700℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例6
分别称取28.5g氧化钙、2.5g氧化镁、5g氧化铁、1.5g氧化锰、7.5g碳酸钙、5g碳渣和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为57%,MgO含量为5%,Fe2O3含量为10%,MnO2含量为3%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例7
分别称取23.5g氧化钙、2.5g氧化镁、5g氧化铁、1.5g氧化锰、7.5g碳酸钙、5g碳渣、2.5g水泥和8.3g硅溶胶(其中SiO2的含量为30wt.%)于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1-2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为47%,MgO含量为5%,Fe2O3含量为10%,MnO2含量为3%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例8
称取42.5g氧化钙、5g氧化铁、8.3g硅溶胶于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为85%,Fe2O3含量为10%,SiO2含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为600℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例9
称取43.5g氧化钙、1.5g氧化锰、8.3g硅溶胶和2.5g水泥于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为87%,MnO含量为3%,SiO2含量为5%,水泥含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为600℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例10
称取45g氧化钙、2.5g氧化镁和8.3g硅溶胶于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为90%,SiO2含量为5%,MgO含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为600℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例11
脱硫剂的制备条件与实施例10相同,区别仅在于采用碳酸钙替换实施例10中的氧化镁。
脱硫剂的性能测试条件与实施例10相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例12
脱硫剂的制备条件与实施例10相同,区别仅在于采用水泥替换实施例10中的氧化镁。
脱硫剂的性能测试条件与实施例10相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例13
脱硫剂的制备条件与实施例10相同,区别仅在于采用碳渣替换实施例10中的氧化镁。
脱硫剂的性能测试条件与实施例10相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例14
称取43.5g氧化钙、2.5g氧化镁、1.5g氧化锰和8.3g硅溶胶于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为87%,MgO含量为5%,MnO含量为3%,SiO2含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为600℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例15
称取35g氧化钙、7.5g碳酸钙、5g碳渣和2.5g硅溶胶于聚乙烯烧杯中研磨混合,再逐滴滴加30mL去离子水以粘结各组分,滴加速率为1~2滴/min,继续碾压研磨60min使各组分均匀后,成型即可,再将得到的混合氧化物于80℃干燥12h,得到脱硫剂。脱硫剂中包含以下质量百分含量的组分:CaO含量为70%,CaCO3含量为15%,碳渣含量为10%,SiO2含量为5%。
将制得的脱硫剂成型为粒径为3~5mm的球状颗粒,装入内径为16mm的固定床反应器中。测试条件为:反应空速为10000h-1,常压,反应测试温度为800℃,在氮气和空气混合气保护下,其中氧气含量为15%,升至反应温度后,通入水汽和SO2。脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例16
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用水泥替换实施例15中的碳渣。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例17
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用水泥替换实施例15中的碳酸钙。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例18
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用氧化镁替换实施例15中的碳渣。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例19
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用氧化镁替换实施例15中的碳酸钙。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例20
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用氧化镁和水泥替换实施例15中的碳酸钙和碳渣。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
实施例21
脱硫剂的制备条件与实施例15相同,区别仅在于采用氧化镁和氧化铁替换实施例15中的碳酸钙和碳渣。
脱硫剂的性能评价测试条件与实施例15相同,脱硫剂的性能评价结果参见表1,评价指标为SO2转化率、硫容、热稳定性(不结渣温度)和机械强度。
表1实施例1~21制得的脱硫剂性能评价结果
通过对比实施例1、2和3的实验结果可知,氧化锰的添加可提高脱硫效率,而氧化镁的添加提高了脱硫剂对SO2的固化效果,从而延长寿命。通过对比实施例4与7的实验结果可知,碳渣掺杂明显增大硫容,主要原因是在实施例7中碳渣的原位燃烧放热提供热能同时产生孔道,具有更大的硫容。通过对比实施例5与7的实验结果可知,性能差异主要由于碳酸钙的添加防止了脱硫剂的烧结使其结构更加稳定。而通过对比实施例6与7的实验结果可知,性能上的区别主要来源于硅溶胶和水泥提供的较高机械强度,避免反应中脱硫的粉化,从而增强其脱硫性能。本发明制得的脱硫剂具有优异的脱硫效率,达到95%以上,硫容最高达673mg/g。而通过实施例8~21的实验结果可知,助剂中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣单独一种组分或任意两种组合时因不能同时具备氧化反应和吸附效果,并且在热稳定性和机械强度方面都大幅度下降,从而导致脱硫效率极低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种脱硫剂,其特征在于,由包括以下组分的原料制备得到:氧化钙、助剂、硅溶胶和水;
所述氧化钙和助剂的质量比为47:43,所述硅溶胶占所述氧化钙和助剂的质量之和的3~20%;
所述助剂为氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的混合物,所述混合物中氧化铁、氧化锰、氧化镁、碳酸钙、水泥和碳渣的质量比为10:3:5:15:5:10;
所述脱硫剂的制备方法包括以下步骤:
将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥,得到所述脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的脱硫剂,其特征在于,所述硅溶胶中SiO2的含量为30~31wt.%。
3.根据权利要求1所述的脱硫剂,其特征在于,所述水的用量由所述氧化钙和助剂的水吸附饱和率而定。
4.权利要求1~3任一项所述脱硫剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将氧化钙、助剂、硅溶胶和水混合后干燥,得到所述脱硫剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述混合后的物料的粒径<500μm。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为80~120℃,时间为8~12h。
7.权利要求1~3任一项所述脱硫剂或权利要求4~6任一项所述制备方法制得的脱硫剂在火电厂烟气、锅炉煤气和冶金烟气的高温脱硫中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述高温脱硫的反应空速为5000~10000h-1,温度为500~800℃。
9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述高温脱硫的反应气氛中氧气的质量百分含量为10~15%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910857621.4A CN110508115B (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种脱硫剂及制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910857621.4A CN110508115B (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种脱硫剂及制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110508115A CN110508115A (zh) | 2019-11-29 |
CN110508115B true CN110508115B (zh) | 2021-07-27 |
Family
ID=68631905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910857621.4A Active CN110508115B (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 一种脱硫剂及制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110508115B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111992035A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-27 | 青岛惠城环保科技股份有限公司 | 一种高流动性高效脱硝剂及其制备方法 |
CN115945058B (zh) * | 2023-03-14 | 2023-05-12 | 山东中科纯净环保科技有限公司 | 氢氧化钙条状脱硫剂及其制备方法 |
CN117138547B (zh) * | 2023-08-30 | 2024-07-19 | 北京予知环保科技有限公司 | 钙基脱硫粉剂及其制备方法 |
CN117414697B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-03-12 | 北京工业大学 | 一种水泥窑炉中温烟气脱硫剂及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101519608A (zh) * | 2009-02-24 | 2009-09-02 | 上海大学 | 氧化锰基高温煤气脱硫剂及制备方法 |
CN104107631A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-10-22 | 沈阳三聚凯特催化剂有限公司 | 一种脱硫脱汞剂及其制备方法 |
CN108079776A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-29 | 北京绿岩环保科技有限责任公司 | 一种新型干法水泥窑催化脱硫剂及其制备和使用方法 |
-
2019
- 2019-09-09 CN CN201910857621.4A patent/CN110508115B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101519608A (zh) * | 2009-02-24 | 2009-09-02 | 上海大学 | 氧化锰基高温煤气脱硫剂及制备方法 |
CN104107631A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-10-22 | 沈阳三聚凯特催化剂有限公司 | 一种脱硫脱汞剂及其制备方法 |
CN108079776A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-29 | 北京绿岩环保科技有限责任公司 | 一种新型干法水泥窑催化脱硫剂及其制备和使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110508115A (zh) | 2019-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110508115B (zh) | 一种脱硫剂及制备方法和应用 | |
CN111377665B (zh) | 一种固废基多孔污水处理剂及其制备方法与应用 | |
CN113998982A (zh) | 一种全固废基碳酸化免烧轻骨料及其制备方法 | |
CN103626486B (zh) | 一种锶钙铁氧体预烧料及制备方法 | |
CN109046375B (zh) | 一种基于红土镍矿废渣的催化剂、制备方法及其在cod降解的应用 | |
CN108003960B (zh) | 一种铁矿烧结用生物质燃料及其制备方法和应用 | |
CN102277487B (zh) | 一种含碳球团粘结剂的使用方法 | |
CN100488600C (zh) | 制备烟气脱硫剂的方法 | |
CN102008873A (zh) | 一种脱硫剂及其制备方法 | |
Liu et al. | A new approach to CO2 capture and sequestration: A novel carbon capture artificial aggregates made from biochar and municipal waste incineration bottom ash | |
CN104291853B (zh) | 一种循环硫化床粉煤灰陶瓷及其制备方法 | |
CN115505728A (zh) | 一种以炼焦除尘灰作为超厚料层烧结主要燃料的烧结方法 | |
CN113149542B (zh) | 一种免高温烧结制备高微生物负载性能陶粒的方法及用途 | |
CN101469283A (zh) | 一种型煤及其制作方法 | |
CN115504805A (zh) | 一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法 | |
CN113072951B (zh) | 一种复合生物炭及其制备方法、工业固废的生态修复方法 | |
CN110894572B (zh) | 一种用于降低高硅磁铁精矿球团焙烧温度的添加剂及其应用方法 | |
CN111592261B (zh) | 磷石膏基水泥缓凝剂及其制备方法 | |
CN104388145B (zh) | 一种高效环保的煤炭增效剂 | |
CN113663491A (zh) | 脱硫剂组合物及其制备方法 | |
CN110698093A (zh) | 一种无机粘结剂及制备方法 | |
CN110917831A (zh) | 一种燃煤烟气脱硫剂及其制备方法 | |
CN111074067A (zh) | 一种用于铁矿粉烧结添加剂的炭化污泥颗粒的制备方法 | |
US20240181432A1 (en) | Improved Process for the Manufacture of a Composite Porous Material | |
CN103319133A (zh) | 半干法烧结脱硫灰抹面干粉及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |